Thesis - RWTH Aachen University

14 2.2 Reaktive Verhalten für Manipulatoren
Eye-in-hand Konfigurationen haben eine oder mehrere Kameras auf dem Greifer des Manipulators
montiert, wie in Abbildung 2.3 zu sehen ist. Vorteil dieser Konfiguration ist die steigende
Genauigkeit im Bild, je näher der Greifer dem Zielobjekt kommt. Außerdem können die Manipulatorsegmente
das Ziel im Bild nicht verdecken. Jedoch liefert die Konfiguration keine
vollständige Sicht der Szene und bestimmte Bewegungen des Roboterarms können das Zielobjekt
außerhalb des Kamerasichtfeldes bringen. Verfahren, die eine Kamera in einer eye-in-hand
Konfiguration einsetzen (Abbildung 2.3a), sind unter anderem in [SBP97], [MC01], [BRS99],
[DC00] beschrieben. Sie haben den Nachteil, dass eine einzelne Aufnahme keine Tiefeninformation
liefern kann und deswegen benötigen sie Modellwissen über das Zielobjekt, um es im
Raum zu lokalisieren. Dieses Problem löst die Konfiguration mit zwei Kameras (Abbildung
2.3b). Sie wird jedoch selten eingesetzt, da der kleine Abstand 4 zwischen den Kameras keine
genaue Rekonstruktion der 3D-Struktur des Arbeitsbereiches erlaubt [Kra01]. In dieser Kategorie
gehören die Ansätze in [ALH + 98] und [MCB00].
(a) (b)
Abbildung 2.3: Mögliche eye-in-hand Konfigurationen mit einer (a) und zwei (b) Kameras.
Eye-to-hand Konfigurationen sind Systeme mit Kameras, deren Position nicht von der Roboterbewegung
beeinflusst wird (Abbildung 2.4). Sie liefern einen besseren Szenenüberblick als ein
eye-in-hand System, die Manipulatorsegmente können jedoch wichtige Teile der Aufnahmen
verdecken. Die Konfiguration mit einer Kamera, in Abbildung 2.4a dargestellt, wurde früher
oft eingesetzt, wie in [YA94], [FLM92] und [Kra01]. Sie benötigt aber Modellinformation,
um die Tiefe der Szene zu schätzen. Systeme mit Stereokameras (Abbildung 2.4b) liefern sowohl
Tiefeninformation als auch eine gute Szenenübersicht. Solche Systeme sind in [RH99],
[GMOS96], [NK95], [Kra01], [SC00], [SS98] und [Hag95] beschrieben.
Multikamera Systeme setzen eine Kombination von Kameras auf dem Greifer und auf der Plattform
bzw. im Raum ein [SD98], wie in Abbildung 2.5 zu sehen ist.
Unabhängig von der Anzahl und Position der Kameras müssen alle Systeme aus den Kameraaufnahmen
die aktuelle Ist-Position des Greifers mit der Soll-Position am Zielobjekt vergleichen und
4 Der Abstand zwischen den Kameras bei der eye-in-hand Konfiguration ist meistens durch die Dimension des Greifers
festgelegt bzw. begrenzt.